Для того, чтобы смонтировать систему водяного отопления с принудительной циркуляцией, необходимо правильно подобрать и установить в ней циркуляционный насос, который и будет ее обеспечивать. В настоящее время, существует большое разнообразие моделей разных конструкций и с разными характеристиками. Какой же из них и как выбрать? В данной статье мы рассмотрим, как выполнить подбор циркуляционного насоса для системы отопления самостоятельно.
Основные критерии подбора
Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос для системы отопления необходимо определить его основные характеристики, которые потребуются во время его эксплуатации: рабочий напор (давление) и расход (подачу), которые он должен обеспечивать. А для того, чтобы их определить, необходимо знать как мощность самой системы отопления, так и ее гидравлическое сопротивление. Оба эти показатели можно рассчитать более точно, с помощью сложных расчетов или упрощенно, с помощью расчета, который может сделать практически каждый. Его мы и рассмотрим.
Мощность системы отопления и требуемая подача
Как мы уже говорили, выполняя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, в первую очередь, требуется определить ее тепловую мощность. Она должна соответствовать количеству теплоты, необходимому для отопления здания, которое, в свою очередь, определяется его площадью и уровнем теплоизоляции наружных конструкций (стен, пола, потолка, окон, дверей). Чтобы рассчитать этот показатель точно, необходимо учитывать их толщину, материал, конструкцию и другие факторы.
Для того, чтобы упростить расчет, можно взять средний показатель 100-150 Вт тепловой энергии на каждый 1 м2 помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м2 потребуется отопление тепловой мощностью 10 кВт. Если циркуляционный насос будет устанавливаться в уже существующую систему с естественной циркуляцией, то ее мощность можно узнать из технической характеристики котла, который установлен.
Теперь, зная необходимую мощность отопления, можно определить требуемую производительность (подачу) циркуляционного насоса по одной из следующих формул:
П = Q/(1,16 х ΔT), (кг/ч)
где:
- Q – тепловая мощность системы отопления (Вт);
- ΔT – разница температур подающей и обратной трубы (для двухтрубных систем обычно принимается в пределах 20°С, а для теплого пола – около 5°С);
- 1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды, Вт×ч/кг×°С ( для теплоносителей других типов этот показатель будет несколько другим и его можно узнать из справочной литературы или в интернете).
Еще одна формула, по которой можно вычислить требуемую производительность:
П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (кг/ч)
где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2 кДж/кг×°С).
Например, для рассмотренной выше мощности тепловой энергии 10 кВт и двухтрубной системы водяного отопления по первой формуле получим:
П = 10000/(1,16×20) = 431 кг/ч или 0,43 м3/ч (для теплоносителя-воды 1кг=1л).
Гидравлическое сопротивление и требуемый напор
Для того, чтобы сделать подбор насоса для системы отопления по этому параметру необходимо вычислить гидравлическое сопротивление, которое ему необходимо будет преодолеть для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя (воды). Для расчета можно использовать следующую формулу:
J = (F+R× L)/p× g (м)
где:
- L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
- R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
- p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м3);
- F – сопротивление соединительной и запорной арматуры (Па);
- g – 9,8 м/с2 ( ускорение свободного падения).
Для точного расчета значения R и F можно найти в справочной литературе. Для упрощенного же можно принять усредненные данные, полученные экспериментальным путем:
R — в пределах 100-150 Па/м;
F – в зависимости от вида:
- в каждом соединительном фитинге теряется дополнительно около 30% к потерям в прямой трубе на этом участке;
- в трехходовом смесителе или подобных устройствах – дополнительно до 20%;
- в терморегуляторах – до 70% от потерь в прямой трубе.
Кроме вышеприведенной, можно использовать другую формулу, предложенную специалистами известной германской фирмы Wilo:
J = R×L × k, м
где: k – коэффициент учитывающий сопротивление в запорной и регулирующей арматуре и который имеет следующие значения:
- 1,3 – для простых систем без сложной арматуры;
- 2,2 – с регулирующей арматурой;
- 2,6 – для более сложных.
Если один насос будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления с несколькими контурами (ветвями), то для его подбора необходимо учитывать суммарное их сопротивление. Если же планируется на каждый контур устанавливать отдельный насос, то каждую такую ветвь магистрали необходимо рассчитывать отдельно, как по тепловой мощности, так и по гидравлическому сопротивлению. При этом этажность здания, при расчете напора, не играет большой роли. Так как в замкнутой системе столбы жидкости подающей и обратной магистрали уравновешиваются.
Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным
Вычислив и зная теперь основные требуемые параметры характеристики циркуляционного насоса можно легко подобрать требуемый вариант, используя графики характеристик, которые есть в инструкции по эксплуатации или паспорте любой модели. Как правило, такие графики имеют две оси: напора (давления) и расхода (подачи).
На имеющейся график мы можем нанести полученные ранее результаты, откладывая их значения по соответствующих осях, и на их пересечении получить рабочую точку, которая должна находиться немного ниже линии В графика, отображающего характеристики данного насоса (оптимальный вариант — А2). Если точка находится выше (А3 )– такой насос не подходит, он не сможет обеспечивать необходимую циркуляцию. Если рабочая точка будет находиться значительно ниже графика (А1), это тоже не очень хорошо, так как циркуляцию он будет обеспечивать, но имея слишком большой запас, будет потреблять больше электроэнергии, да и стоимость его также будет выше, чем насоса с более скромными характеристиками.
Если модель имеет не одну, а 2 или 3 скорости, то и линий на графике характеристик будет, соответственно, 2 или 3. В этом случае, необходимо подбор насоса для системы отопления осуществлять по графику той скорости, на которой предполагается его эксплуатировать.
Другие факторы, влияющие на выбор
На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.
Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.
Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.
Если есть желание сэкономить, то можно также приобрести б/у «Grundfos» или «Wilo», часто они могут нормально работать дольше новых китайских, но приобретать их лучше у знакомых проверенных специалистов, которые дают определенную гарантию.
Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно.
Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте. Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С. Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.
Видео по теме
Источник: v-teple.com
Подбор циркуляционных насосов
Насосы подбираются по графической характеристике отображающей зависимость напора развиваемого насосом от расхода воды проходящего через него. На графическую характеристику насоса наносят рабочую точку системы, которая находится на пересечении расчётного расхода и напора. Рабочая точка системы должна находиться либо на кривой насосной характеристики либо немножко выше неё и как можно ближе к точке насосной характеристики с максимальным КПД. Если несколько насосов отвечает заданным характеристикам, следует отдать предпочтение насосу меньшей мощности, а если расход будет изменяться в широком диапазоне следует выбрать насос с пологой рабочей характеристикой.
Выбирая циркуляционный насос для системы отопления или горячего водоснабжения, следует учесть возможную гидравлическую разбалансированность, основное проявление которой заключается в неудовлетворительной циркуляции воды через отдалённые от насосного узла циркуляционные кольца. Выбрав насос с запасом по расходу и напору можно компенсировать незначительную гидравлическую разбалансированность, поэтому при подборе циркуляционного насоса для системы отопления рекомендуют выбирать насос с 10-20% запасом по напору и 20-30% запасом по расходу. При этом следует учесть, что при увеличении расхода в 1,3 раза потери напора в системе возрастут в 1,3*1,3=1,7 раза.
Для систем отопления с радиаторными термостатическими клапанами допускается незначительный дефицит расхода насоса, обоснованный 10% увеличением площади поверхности отопительных приборов и нелинейностью уменьшения теплоотдачи отопительного прибора с изменением расхода.
Циркуляционные насосы с электронными регуляторами частоты вращения рабочего колеса позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию в системах с динамическим гидравлическим режимом.
Шумовые характеристики насоса, часто становятся преобладающим фактором при выборе циркуляционных насосов устанавливаемых в инженерных системах жилых домов, для установки в помещениях с постоянным пребыванием людей или смежных с ними помещениях, рекомендуется отдать предпочтение насосам с мокрым ротором, так как они отличаются наиболее тихой работой.
Расчёт циркуляционного насоса
Расход воды циркулирующей в системе отопления пропорционален тепловой нагрузке и обратно пропорционален температурному графику.
Расход воды циркулирующей в системе горячего водоснабжения пропорционален тепловым потерям в трубопроводах системы горячего водоснабжения и обратно пропорционален разнице температур воды подаваемой в систему ГВС и возвращаемой из неё.
Потери напора в системах отопления и горячего водоснабжения определяются гидравлическим расчётом и должны быть приведены в проектах устройства этих систем.
Определяя напор насоса, не следует пренебрегать естественным циркуляционным давлением системы, которое возникает из-за разности плотностей горячей воды на входе в систему и холодной на выходе из неё. Величина естественного давления имеет положительный знак, если центр нагрева воды – ниже центра охлаждения и отрицательный, если центр нагрева выше центра охлаждения.
В разные периоды отопительного сезона, величина естественного давления различная и соответственно – различное и его влияние. Устранить влияние естественного давления можно установив автоматические регуляторы перепада давления или расхода. Чем больше доля естественного давления в циркуляционном напоре – тем больше его влияние.
Кавитация в насосе
Кавитация в насосе возникает когда давление воды во всасывающем патрубке снижается до давления насыщения. По сути, кавитация – это резкое образование пузырьков пара и такое же резкое их схлопвывание, как следствие – резкие скачки давления на рабочем колесе насоса. Кавитация в насосе не только сопровождается повышенным шумом, но и ускоряет процесс его износа.
Исключить кавитацию в насосе можно обеспечив давление во всасывающем патрубке, выше давления насыщения воды. Следует учесть, что давление насыщения зависит от температуры воды, чем она ниже – тем ниже давление насыщения.
Некоторые производители указывают кавитационную характеристику насоса – NPHS – численно равную минимальному абсолютному давлению во всасывающем патрубке насоса, при котором гарантирована бескавитационная работа.
Источник: www.ktto.com.ua
По какому параметру в маркировке выполняется подбор насоса?
Как говорилось в статье о циркуляционных насосах, каждый насос имеет маркировку, состоящую из двух чисел (например, 25/60, 25/40 и т. д.). Первое число – это присоединительный размер, оно нам здесь не интересно. Второе число – высота подъёма насоса. Вот его-то и нужно учитывать при подборе насоса, чтобы гидравлические сопротивления в системе преодолевались без проблем.
Внимание! Есть ошибочное мнение, что высота подъёма насоса, указываемая в маркировке насоса, это высота, на которую насос может поднять воду (теплоноситель). Это не так. Потому что назначение циркуляционного насоса не в том, чтобы поднимать воду на какую-то высоту, а в том, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление системы.
Подбор циркуляционного насоса для различных систем отопления
Насос для отопления подбирается, исходя из размеров отопительной системы, количества и видов отопительного оборудования.
Насос нужно подбирать по второй (!) скорости. Тогда, если в расчетах будет ошибка, то на третьей (самой большой) скорости насос будет работать всё равно нормально.
Ниже приведён такой подбор насоса для отопления для различных отопительных систем.
Насос 25/40 – это самый слабый из насосов, обычно применяется для нагрева бойлера: этой мощности достаточно, чтобы создавать поток через змеевик бойлера. Либо при очень маленькой системе (например, твердотопливный котел плюс 5-6 радиаторов).
Важно! Система должна быть собрана правильно, в противном случае насос систему не «продавит» (причём, любой насос, а не только с самой малой мощностью).
Насос 25/60 – это самый распространённый в применении насос, который ставится в большинстве случаев. Его можно ставить на радиаторную систему отопления на 10…15 радиаторов. Также в водяных теплых полах площадью 80…100 м2. (Некоторые считают, что он идёт на площадь пола 130…150 м2., а для радиаторный систем его можно смело использовать на площади до 250 м2. Я бы порекомендовал проверить эти утверждения в программе, чтобы не обмахнуться.)
Опять же, система должна быть собрана правильно.
Насос 25/80. Такой насос ставится для достаточно больших площадей теплых полов (120…150 м2). Или на два этажа дома с общей площадью 200…250 м2 с радиаторной системой.
Но если у вас два этажа и радиаторная система отопления, то лучше ставить на каждый этаж отдельные насосы. В этом случае можно предусмотреть вариант, когда один из насосов выходит из строя, и подключается второй для обслуживания уже всего дома, обоих этажей. Кроме такого дублирования на случай аварийной ситуации, два насоса позволяют организовать климат-контроль поэтажный: каждый насос будет срабатывать по своему собственному комнатному термостату.
Вот, собственно, и весь подбор насоса для отопления. Однако, если опыта устройства систем отопления у вас мало или нет совсем, то лучше всё же не полениться, а проверить себя ещё раз, рассчитав гидравлические сопротивления в программе, о чём рассказывается в следующей статье и видео. А затем сравнить свои расчеты с приведёнными выше рекомендациями по подбору насоса.
подбор насоса для отопления
Источник: vodotopim.ru
